Gradiente

O gradiente faz parte do plano de elevação

O perfil de elevação de uma rota mostra o gradiente.

O gradiente (derivado do gradiente ' subida ' ou ' descida '), na Áustria também Nivellette , descreve o perfil de altura de uma rota planejada ou existente em relação à rota ( eixo ) na construção de estradas e ferrovias . É constituído por linhas retas inclinadas (talude longitudinal), bem como por filetes de cúpula e cuba e é representado na planta do perfil .

Unidade de medida e cálculo

Esclarecimento de um gradiente em porcentagem

Hoje, os gradientes são dados em porcentagem no planejamento de estradas e em por mil no planejamento de vias. Outras informações que foram usadas anteriormente são uma fração matemática e um ângulo em graus.

Nas frações, o numerador mostra uma diferença de altura  H e o denominador mostra a distância horizontal  D a ser percorrida . Se, por exemplo, a altura  H aumenta em 10 m para cada 100 m da distância horizontal  D , o gradiente é 10: 100 = 1:10 = 0,1 = 10% = 100 ‰.

A função arco tangente é usada para obter a inclinação como ângulo α :

${\ displaystyle \ alpha = \ arctan (H / D)}$,

o que resulta em ± 5,7 ° no exemplo.
A distância E a ser percorrida no plano inclinado está de acordo com o teorema de Pitágoras

${\ displaystyle E = {\ sqrt {H ^ {2} + D ^ {2}}}}$,

no exemplo ≈100,5 m.

Na prática, a diferença entre a distância horizontal D lida  em um mapa, por exemplo, e a distância  E a ser coberta é quase sempre desprezível. Em contraste, a inclinação do veículo de ≈5,7 ° que ocorre no exemplo é definitivamente perceptível e não pode ser negligenciada por razões de dinâmica de direção .

Alinhamento da estrada

Sinal de trânsito "Inclinar": Indicação de inclinação em porcentagem

Sinal de trânsito "Inclinação": A inclinação é dada em porcentagem

A estrada deve cumprir determinados parâmetros para cumprir os parâmetros da dinâmica de condução e as condições de visibilidade. As alturas dadas pelo terreno devem ser superadas por rampas suficientemente planas. Além disso, para garantir a drenagem, a relação entre o desenvolvimento da altura e o desenvolvimento da curvatura ou desenvolvimento do declive transversal deve ser observada na planta do local . Isso resulta em um alinhamento espacial .

Mudanças de curvatura (curvas S) devem z. B. não venha deitar-se na cuba , pois a drenagem do troço torcido em declive transversal é difícil. O arredondamento necessário das cristas ou vales, bem como os gradientes permitidos resultam da categoria da estrada de acordo com RAL (diretrizes para a construção de estradas secundárias).

A diferença de altura a ser superada novamente por uma seção de descida subsequente é chamada de declive perdido.

Sinais de aviso de gradiente em uma rodovia

O sinal de trânsito para a subida ou descida de uma rua usa a notação de porcentagem. É fornecida a porcentagem total do gradiente máximo da rota, arredondado para cima. Esse valor é frequentemente seguido ao longo de uma rota mais longa, à medida que os construtores de estradas tentam manter o gradiente máximo baixo escalando continuamente.

Em um ângulo com o eixo da estrada, gradientes localmente mais altos podem ocorrer em curvas excessivas. Para reduzir esta desvantagem, a inclinação ao longo do eixo da estrada é significativamente reduzida (e a faixa também é alargada) em curvas acentuadas e especialmente em curvas.

Devido à altura do centro de gravidade de um veículo de múltiplos eixos e ao efeito vertical da gravidade, o (s) eixo (s) traseiro (s) são mais fortemente carregados quando o veículo está em uma posição em aclive do que em uma posição horizontal. Com a tração traseira, quanto maior a pressão de contato das rodas traseiras no solo, maior será a potência propulsiva transferível. Com a tração dianteira, esses dois valores diminuem de acordo. A tração dianteira é, portanto, quase apenas implementada por designers com o motor na frente. Ao combinar um motor dianteiro com tração traseira, os eixos são colocados o mais à frente possível para colocar mais pressão no eixo motriz traseiro. (Veja também eixo traseiro ). Os condutores de veículos motorizados têm apenas uma certa influência sobre a carga do eixo motor, movendo a carga ou os bancos dianteiros para a frente ou para trás.

Os ciclistas em bicicletas com uma distância entre eixos curta podem mover a parte principal do peso total de forma bastante significativa, permitindo-se "para trás" ou "para a frente" na bicicleta. Ao empurrar desta forma, em alternância com o dobro da cadência, a potência propulsiva colina acima pode ser equilibrada. Ao dirigir em aclives em locais onde a adesão é crítica, você deve sentar-se em uma posição mais alta e mais à frente. Essa mudança é limitada pelo risco de a roda dianteira "montar", ou seja, a roda se inclinar para trás. Por outro lado, ao descer uma colina íngreme ou ao frear bruscamente, os ciclistas precisam se abaixar e deslizar para trás para evitar o risco de tombar para a frente. As bicicletas de estrada tendem a ser construídas curtas para reduzir a massa e aumentar a rigidez. As bicicletas de montanha para terrenos irregulares tendem a ser construídas um pouco mais.

Roteamento ferroviário

No caso de linhas ferroviárias dentro da rede de rotas alemã, o gradiente geralmente se refere à borda superior da ferrovia que não é elevada. Desvios em relação a isso ocorrem dentro de rampas de tesoura (chamadas de tesouras de trilha ), uma vez que requisitos especiais de dinâmica de direção resultam de um arranjo geométrico especial ( contra-arco ). No presente caso, a elevação de calha exterior deve passar de um carril para o outro.

Até o início do século 20, os gradientes eram dados como uma proporção ( fração ) na construção ferroviária na Alemanha , por ex. B. 1:80. 1: ∞ foi especificado para trechos planos. Hoje é comum especificá-lo em por mil , por ex. B. 12,5 ‰ (= 0,0125 = 1/80).

De acordo com os valores empíricos da Deutsche Bahn (em 1994), os novos edifícios com uma inclinação máxima de 40 ‰ em vez de 12,5 ‰ poderiam economizar cerca de 15% a 20% dos custos.

Veja também

Uma das ruas mais íngremes do mundo com 35% é a Baldwin Street na Nova Zelândia

Gradiente percentual em um sinal de estrada (sinal inferior) em St Mawes , Cornualha

• A estrada Ffordd Pen Llech em Harlech ( País de Gales ) tem um trecho com declive máximo de 37,45%.
• A Baldwin Street está no Guinness World Records tornada a rua mais íngreme do mundo (cerca de 35%).
• Indicações para o elevador Bontadini .
• Em St Mawes , Cornwall pode ser encontrada com um gradiente de 33%, uma das ruas mais íngremes da Europa.

Evidência individual

1. ↑ Bundestag alemão: Resposta do governo federal a uma pequena questão (...): Possibilidades de economia através de novas rotas de ferrovias para tráfego de alta velocidade levando em consideração a tecnologia de trem basculante. (PDF; 327 kB). Impresso em 13/2130 de 10 de agosto de 1995.

Links da web

• Estrada para o Col de Tanay no oeste da Suíça com um gradiente de até 35%
• Rota alpina (33%) Via san Genesio Jenesien / San Genesio Alesino / Salten (Itália)
• Rota alpina (até 30%) até o ponto mais acessível dos Alpes , o teleférico Bontadini (Itália)